[发明专利]一种适用于3/2接线TA饱和的光纤纵联差动保护方法

说明书

本发明公开了一种适用于3/2接线TA饱和的光纤纵联差动保护方法，包括如下步骤：(1)通过光纤传输两侧保护装置的配置信息，从而获取两侧保护线路对应的外部一次接线形式；(2)两侧保护根据被保护线路的一次接线方式，执行相应的TA判别方案；(3)根据TA实际的电流流向和被保护线路的接线方式，自动匹配对应的制动电流，确保制动电流的有效性。本发明较好地兼容了现有的常规差动保护方案，能够在不改变现有保护装置系统采样频率和通道信息编码方式的前提下，自适应被保护线路的接线方式，并且可以根据TA饱和情况智能切换对应的制动电流方案，从而确保光纤纵联差动保护的正确动作。

技术领域

本发明涉及继电保护技术领域，尤其是一种适用于3/2接线TA饱和的光纤纵联差动保护方法。

背景技术

3/2接线具有可靠性高、运行灵活性好等优点，被广泛地应用于500kV变电站。一种典型的3/2接线如图1所示。在3/2接线下的输电线路，普遍采用光纤纵联电流差动保护作为主保护，典型配置为2M光纤收发设备。

受制于保护装置的实时性要求，光纤收发设备的传输容量受到限制。而在3/2接线侧模拟量较多(TA1、TA2各三相电流，共计6个电流量)，如果将上述数据传给对侧，可采用的方法有；(1)降低保护装置的采样频率；(2)改变现有光纤通信编码方式。前者会降低电流量的计算精度(采样频率越高，精度越高)，后者会改变硬件的底层设计并且还需要设计新的配套光纤收发设备。因此，普遍的做法是将3/2接线侧的两路电流合成之后再传给对侧，以达到节省带宽的目的。

但采用上述方案，存在TA饱和特性丢失、差动保护可能误动的问题。以图1、图2为例，当系统发生区外故障且TA2发生饱和时，其对应电流Ia2呈现波形具有间隔角等典型TA饱和特性，见图2的“本侧I2”波形；而TA1与TA2合成之后的电流失去了饱和的典型特性，见图2的“本侧合流”波形，该波形会使目前常用的TA饱和判据失效，进而可能引起保护装置不正确动作。

另外，现有的差动动作判据也存在区外故障误动的可能性。目前常规的差动动作逻辑为：

其中I_dif表示差动电流，I_re表示制动电流，I_mk为动作门槛，k为差动保护的差动系数。

差动电流计算公式为

制动电流计算公式为

其中分别为TA1、TA2、TA3对应的二次侧电流。

在图1所示的区外故障且TA2饱和时，根据基尔霍夫定律，TA1、TA2、TA3一次侧电流矢量和为0，不存在差流；但由于TA2饱和，导致其二次侧电流不能线性传变一次电流，故产生差流。由于TA2饱和时，其传变电流较正常传变时偏小，根据方程(2)得到的I_dif实际流向为从图1所示虚框流出，与近似同相位；把方程(2)带入方程(3)，得到制动电流为

从方程(4)可以看出，I_re随着的大小而变化。当时，I_re近似等于制动电流较大，差动电流较小，差动保护可靠闭锁；在与I_dif接近时，I_re近似于I_dif相等，根据差动动作方程(1)，差动保护可能动作，从而失去继电保护的选择性。

综上所述，在3/2接线方式下，若发生区外故障导致的TA饱和，常规的差动保护方案存在饱和判据失灵、差动保护可能误动的缺陷。因此，有必要完善现有的光纤纵联差动保护方案，确保在上述情况下，两侧保护装置能正确判别TA饱和，并可靠闭锁差动保护。

发明内容